Akustik - KIMW · 2016. 8. 31. · Akustik einen Zielkonflikt hervor, da schwere Bauteile sich nicht so leicht zu Schwingungen anregen lassen. Unter dem Aspekt „Leichtbauakustik“

Projektname: AkustikProjektstart: September 2016Projektlaufzeit: 2 JahreProjektkosten: 8.900 €/Jahr*

Die Rechnungsstellung erfolgt in Teilbeträgen jeweils zum Start des Projektes und nach einer Laufzeit von einem Jahr.

*Mitgliedsfirmen der Trägergesellschaft des Kunststoff-Instituts Lüdenscheid zahlen einen um zehn Prozent er-mäßigten Projektbeitrag.

Quereinstieg möglichAuch nach Projektstart ist ein Quereinstieg jederzeit möglich.

Projektdaten

Weitere Auskünfte zum Projektinhalt und –ablauf er-halten Sie über unsere Internetseite oder durch einen direkten Kontakt:

Thies Falko Pithan, B.Eng.+49 (0) 23 51.10 [email protected]

Dipl.-Ing. Michael Tesch+49 (0) 23 51.10 [email protected]

Information

Kunststoff-Institut für die mittelständische Wirtschaft NRW GmbH

(K.I.M.W.)Karolinenstraße 8 | 58507 Lüdenscheid

Tel.: +49 (0) 23 51.10 64-191Fax: +49 (0) 23 51.10 64-190

www.kunststoff-institut.de | [email protected]

Akustik

Innerhalb des Projektes sollen Stellschrauben zur Vermeidung von Störgeräuschen betrachtet werden. Dabei gilt es, über eine ganzheitliche Betrachtung eine Systematik zu entwickeln, um Bauteile voraus-schauend so zu konzipieren, dass sie den akustischen Anforderung gerecht werden. Das Projekt richtet sich insbesondere an Unternehmen, die ihre Entwicklungs-tätigkeiten im Bereich der Akustik verstärken wollen. Ebenfalls dient das Projekt als interdisziplinäre Platt-form von Akteuren der gesamten Wertschöpfungsket-te, um zielgerichtete Lösungsansätze zu erarbeiten.

Projektziel

Zwei Projekttreffen pro Jahr für ein bis zwei Per-sonen je Unternehmen

Umfassende Schulung zu den Arbeitspaketen an-lässlich der Projekttreffen

Einbindung externer Experten auf den Projekttref-fen

Ganzheitliche Betrachtung des Themas Akustik durch interdisziplinäre Projektgruppe

Recherche und ausgewählte Gemeinschaftsunter-suchungen zu den Projektinhalten

Systematisierung der Ergebnisse in einer Ergebnis-datenbank

Zugang zu den geschützten Internetbereichen

Projektleistungen

Systematische Vorgehensweise inder akustischen Bauteilkonzeption

Verbund-projekt

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Akustisches Verhalten von Kunststoffkomponenten ge-winnt im Zuge von steigenden Qualitätsanforderungen an Systemkomponenten und der Geräuschewahrneh-mung durch den Endanwender an Bedeutung.

Eine akustische Geräuschoptimierung wird in der Pra-xis häufig bisher am fertigen Bauteil vorgenommen (Reaktion auf Störgeräusche). Diese Vorgehensweise kostet Zeit und wird in aufwändigen Iterrationsprozes-sen an Bauteilgruppen vorgenommen, die sich bereits in Serie befinden. In der Entwicklungsphase fehlt vie-len Unternehmen ein Werkzeug, mit dem Systemkom-ponenten im Vorfeld so konzipiert werden, dass sie den akustischen Anforderungen Rechnung tragen und Störgeräusche im Vorfeld vermieden werden. Für eine akustische Bauteilkonzeptionierung ist es unabdingbar, eine ganzheitliche Betrachtung über das Material der Verarbeitung bis hin zur Simulation komplexer Bauteile zu erwirken. Kunststoffe besitzen aufgrund ihrer Visko-elastizität hervorragende Eigenschaften, die man sich in der Schallreduzierung zunutze macht.

Ein weiterer Vorteil polymerer Materialien birgt das niedrige Gewicht dieser Werkstoffe. Im Zeitalter des Leichtbaus ergibt sich hierdurch ein erhebliches Werk-stoffpotential. Das niedrige Gewicht ruft innerhalb der Akustik einen Zielkonflikt hervor, da schwere Bauteile sich nicht so leicht zu Schwingungen anregen lassen.Unter dem Aspekt „Leichtbauakustik“ sollen Möglich-keiten aufgezeigt werden, diesem Zielkonflikt zu be-gegnen.

Das Wissen um die Stellschrauben zur Vermeidung von Störgeräuschen und deren gezielte Einbringung in die Bauteilkonzeptphase bietet Unternehmen in der heu-tigen Zeit einen entscheidenden Vorteil um Kosten und Ressourcen zu sparen.

Einleitung

Inhalt Akustik

Projektschwerpunkte

Der Schwerpunkt des Projekts liegt in der Betrachtung von Einflussgrößen, die Auswirkung auf das akustische Verhalten von Bauteilen haben. Es wird innerhalb der Projektierung eine Systematik konzipiert, die es er-möglicht, Formteile im Vorfeld so auszulegen, dass sie den akustischen Anforderungen Rechnung tragen. Für die Zielerreichung sollen Lösungsansätze über Mate-rialmodifizierungen, Verfahrenstechnik, akustische Messtechnik und Simulationsalgorithmen gefunden werden.

Nachfolgend sind die Arbeitspakete und Inhalte des Projekts aufgezeigt:

Erstellung individueller Anforderungsprofile der Pro-jektteilnehmer

Grundlagen akustisches Materialverhalten und Ge-wichtung von Kenngrößen bezüglich Akustik

Generierung komplexer Materialdaten für akustische FEM Simulationen

Grundlagen Simulationstechnik (rheologisch/aku-stisch)

Untersuchung verschiedener Materialsysteme hin-sichtlich des akustischen Materialverhaltens und de-ren Optimierung

Verfahrenstechnische Optimierung bezüglich des akustischen Materialverhaltens

Einbindung akustischer Messmethoden Shaker, Im-pulsprüfung, Alpha Kabine

Entwicklung einer Prüfsystematik zur Simulation des akustischen Verhaltens komplexer Bauteilstrukturen

Validierung der entwickelten Prüfsystematik an einem Demonstrator

Was ist ein Verbundprojekt? In den Verbundprojekten entwickelt das Institut für die teil-nehmenden Unternehmen ein innovatives Thema. Dieses ist praxisnah, mit hohem technologischem Know-how und wird ausschließlich über Teilnehmer-Beiträge finanziert.

Vorteile eines Verbundprojektes Kostensharing = niedrige Projektbeiträge pro Teilnehmer Geringe Personaleinbindung der teilnehmenden Firmen Technologische Marktführerschaft Netzwerkbildung Interdisziplinärer Erfahrungsaustausch Mitarbeiterweiterbildung/-qualifizierung

Zeit- und kostenintensive Untersuchungen sowie die Projekt-abwicklung erfolgen ausschließlich durch das Institut. Die Personaleinbindung der Firmen beschränkt sich im Minimum auf die Teilnahme an den Projekttreffen (i. d. R. zwei- bis dreimal im Jahr).

GeheimhaltungSämtliche Projektergebnisse unterliegen während der Pro-jektlaufzeit der Geheimhaltung. Ergebnisse von firmenspezi-fischen Untersuchungen werden vertraulich behandelt.

Verbundprojekt "Akustik" 16/12/15

Informationsprästentation 1© Kunststoff-Institut Lüdenscheid

Verbundprojekt Akustik

Systematische Vorgehensweise in der akustischen Bauteilkonzeption

© Kunststoff-Institut Lüdenscheid

Motivation

► Das Thema Akustik rückt in der akustischen Bauteilkonzeption in mobilen wie auch in stationären Anwendungen immer mehr in den Vordergrund

► Kostenreduktion§ Laut Ausführung der Automobilindustrie machen Störgeräusche

im Fahrzeuginnenraum etwa 10 % der Reklamationsgründe aus. Instrumententafel, Sitze und Türen sind für 50 % der Störgeräuschproblematik verantwortlich.

► Systematische Bauteilkonzipierung § Bestimmung der akustischen Wirkungsweise im Vorfeld

– Konstruktion– Material– Bauteilkonzept

► Evaluierung der Potentiale von neuen Materialien und Verfahren in der Spritzgießtechnik hinsichtlich Akustik




Motivation

Beweggründe akustische

Konzeption von Kunststoffbauteilen

Störgeräusche

Sensible Wahrnehmung

von Geräuschen

Produktwertigkeit

DämpfungLeichtbau

Kosten-reduktion

Funktionsorientierung


Akustik - ein interdisziplinäres Projektvorhaben

Bauteildesign auf Basis

akustischer Wirkprinzipien

Werkstoff-auslegung/

Material-entwicklung

Simulation

Akustische Prüf-

applikationen




§ Schalldämmung (Reflexion)§ Dichte und Formgebung

§ Schalldämpfung (Energieumwandlung)

Grundlagen der Schallreduzierung

Einfallende Schallenergie

Reflektierte Schallenergie

Körper

Übertragung auf Bauteile aus Kunststoff

Einfallende Schallenergie

Absorbierte Schallenergie

Körper


Einflussfaktoren

Formteil

Geometrie (Eigenfrequenz, Resonanz)

Temperatur

Dichte, Dämpfung,E-Modul,Schubmodul, Poissonzahl

Frequenzanregung

Oberflächentopographie

Molekular-gewicht

MolekülorientierungFüllstoffe

Füllstofforientierung

Feuchte




Werkstoffdesign auf Basis akustischer Wirkprinzipien

Probe

Sinusförmige Anregung

Auflager

Materialanalyse

Evaluierung innovativer Materialien für das akustische

Materialverhalten

Optimierung Akustik prozesstechnisch

Thermoplast-Schäumen


Vorrausschauende Bauteilkonzeption

Experimentelle Prüfmethoden

§ Shaker§ Impulshammer§ Alpha-Kabine

Simulation

Ergebnisse

Materialdaten




Projektinhalte

► Ermittlung der Anforderungsprofile/Bedarfe der Projektteilnehmer

► Entwicklung einer Prüfsystematik zur Bestimmung materialspezifischer akustischer Kenngrößen

► Generierung komplexer Materialdaten für akustische FEM Simulationen

► Einbindung akustischer Messmethoden § Shaker § Impulsprüfung§ Alpha Kabine

► Untersuchung verschiedener Materialsysteme hinsichtlich des akustischen Materialverhaltens und deren Optimierung

► Entwicklung einer Systematik zur Optimierung des akustischen materialspezifischen Bauteilverhaltens in der Konzeptphase


Projektziele

► Entwicklung einer Prüfsystematik zur vorrausschauenden Konzeptionierung akustischer Bauteile aus Kunststoff

► Untersuchung verschiedener Materialsysteme hinsichtlich des akustischen Werkstoffverhaltens und deren Optimierung

► Vermittlung umfangreicher Kenntnisse zum Thema akustisches Verhalten von Kunststoffformteilen und Bewertung der Einflussfaktoren




Projektschwerpunkte

► Erstellung individueller Anforderungsprofile der Projektteilnehmer

► Grundlagen akustisches Materialverhalten und Gewichtung von Kenngrößen bezgl. Akustik

► Generierung komplexer Materialdaten für akustische FEM Simulationen

► Grundlagen Simulationstechnik (rheologisch/akustisch) sowie akustische Prüfmethoden

► Untersuchung verschiedener Materialsysteme hinsichtlich des akustischen Materialverhaltens und deren Optimierung

► Verfahrenstechnische Optimierung bezüglich des akustischen Materialverhaltens


Projektschwerpunkte

► Einbindung akustischer Messmethoden § Shaker § Impulsprüfung § Alpha Kabine

► Entwicklung einer umfangreichen Prüfsystematik zur Simulation des akustischen Verhaltens komplexer Bauteilstrukturen

► Validierung der entwickelten Prüfsystematik an Demobauteilen




Untersuchungsmöglichkeiten

Compoundiertechnologie-ZSK 26, Fa. Coperion-Herstellen von Versuchscompounds

Spritzgießtechnologie-Abmusterung von Probekörpern-Abmusterung von Demonstratoren-Möglichkeit des Einsatzes Sonderverfahren-Spritzgießen (Thermoplast-Schäumen)

Materialprüfungen-Akkreditiertes Werkstoffprüflabor-Ermittlung schwingungstechnische Materialdaten mittels DMA

Simulationsbetrachtung-Durchführung von Berechnungen im Verbund

Akustische Prüfapplikationen -Squeek and Rattle Shaker MB Dynamics -Alpha Kabine Autoneum-Impulsprüfstand


Projektleistungen

► Zwei Projekttreffen pro Jahr für ein bis zwei Personen je Unternehmen

► Umfassende Schulung zu den Arbeitspaketen anlässlich der Projekttreffen

► Einbindung externer Experten auf den Projekttreffen

► Ganzheitliche Betrachtung des Thema Akustik durch interdisziplinäre Projektgruppe

► Recherchen und ausgewählte Gemeinschaftsuntersuchungen zu den Projektinhalten

► Systematisierung der Ergebnisse in einer Ergebnisdatenbank

► Zugang zu dem geschützten Internetbereich auf der Homepage des Kunststoff-Instituts Lüdenscheid zum Verbundprojekt Akustik




Projektteam

Thies Falko Pithan, B.Eng.Werkstofftechnik/ Neue MaterialienTel.: +49 (0) 23 51.10 64-135 E-Mail: [email protected]

Dipl.-Ing. Michael TeschBereichsleiter Werkstofftechnik/ Neue MaterialienTel.: +49 (0) 23 51.10 64-160E-Mail: [email protected]

Stefan EulerProjektorganisation Tel.: +49 (0) 23 51.10 64-192E-Mail: [email protected]


Projektdaten

► Projektstart: September 2016► Projektlaufzeit: 2 Jahre► Projektkosten: 8.900€/ Jahr

► Mitgeltende Unterlagen§ Allg. Geschäftsbedingungen§ Projektflyer

mailto:[email protected]



Kunststoff-Institut für die mittelständische Wirtschaft NRW GmbH (K.I.M.W) | Karolinenstraße 8 | 58507 Lüdenscheid | www.kunststoff-institut.de

Kunststoff-Institut LüdenscheidHerr Stefan EulerKarolinenstr. 858507 Lüdenscheid

per Fax: +49 (0) 23 51.10 64-190 per E-Mail: [email protected]

Anmeldung zum Projekt: Akustik

Hiermit bestätigen wir verbindlich unsere Teilnahme an dem Projekt.

Projektleiter: Thies Falko Pithan, B.Eng.

Dipl.-Ing. Michael Tesch Projektkosten: 8.900 €/Jahr Laufzeit: 2 Jahre Projektstart: September 2016 Mitgeltende Unterlagen: AGB und Projektflyer Mitgliedsfirmen der Trägergesellschaft des Kunststoff-Instituts Lüdenscheid zahlen einen um zehn Prozent ermäßigten Projektbeitrag.

Unsere Einkaufsbestell-Nr. lautet:

Wir reichen unsere Einkaufsbestell-Nr. nach

Die Rechnungserstellung erfolgt ohne Einkaufsbestell-Nr. Die Einkaufsbestell-Nr. muss spätestens nach Ablauf von zwei Wochen nachgereicht werden! Sollte nach Ablauf der Frist noch keine Bestell-Nr. vorliegen, erfolgt die Rechnungsstellung ohne diese Angabe.

Firma*

Straße*

PLZ/Ort*

Telefon

Telefax Folgende Personen nehmen voraussichtlich teil*: Durchwahl/E-Mail*:

1. /

2. /

Datum rechtsverbindliche Unterschrift/Stempel *erforderliche Angaben


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Akustik - KIMW · 2016. 8. 31. · Akustik einen Zielkonflikt hervor, da schwere Bauteile sich nicht so leicht zu Schwingungen anregen lassen. Unter dem Aspekt „Leichtbauakustik“